(57)【要約】【課題】推進性能を向上させる。【解決手段】船尾ボス２近傍の左右各舷の船体外面でプロペラ６の回転中心位置からプロペラ半径長の凡そ０．７倍上方の位置に至るまでの高さ範囲内に、整流板７Ａの、７Ｂの前寄り部ｂ１、ｂ２をキール７ｋと略平行に固定された船舶であって、プロペラ６の前進回転方向の反対方向の上昇側に対応した一側の舷の整流板７Ｂの後端部ａ２を凡そ３０度〜４０度程度の前後傾斜角θ２となる後上がり状に屈曲すると共に、前記反対方向の下降側に対応した他側の舷の整流板７Ａの後端部ａ１を凡そ０度〜１０度程度の前後傾斜角θ１となる後下がり状に屈曲したものである。【選択図】図１
2007008207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船尾ボス近傍の左右各舷の船体外面でプロペラの回転中心位置からプロペラ半径長の凡そ０．７倍上方の位置に至るまでの高さ範囲内に、整流板の後端部を除いた前寄り部をキールと略平行に固定されている船舶であって、プロペラの前進回転方向の反対方向の上昇側に対応した一側の舷の整流板の後端部を凡そ３０度〜４０度程度の前後傾斜角となる後上がり状に屈曲すると共に、前記反対方向の下降側に対応した他側の舷の整流板の後端部を凡そ０度〜１０度程度の前後傾斜角となる後下がり状に屈曲したことを特徴とする整流板を備えた船舶。
【請求項２】
左右各側の整流板の後端部の内側縁と船体外面との間に隙間を形成したことを特徴とする請求項１記載の整流板を備えた船舶。
【請求項３】
左右各側の整流板の少なくとも一方のものにおいて後端部の外縁と前寄り部の外縁とを前後方向の縦向き板で結合したことを特徴とする請求項１又は２記載の整流板を備えた船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は推進性能を向上させる整流板を備えた船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は特許文献１に開示されている従来の船舶の船尾部の側面図である。
この図中、１はスターンフレームであり、２は船尾ボスであってスターンフレーム１と同体状に形成され、これの前後向き孔に貫挿されたシャフト３を回転可能に支持している。
【０００３】
４はスターンフレーム１の後側に形成された舵受け部で、舵板５を揺動可能に支持している。６はプロペラでシャフト３の後端に固定されている。
シャフト３の前端は図示しない主機と連結されている。
【０００４】
船尾ボス２近傍の左右各舷の船体外面には一対の整流板７Ａ、７Ｂが固定されている。
これら一対の整流板７Ａ、７Ｂのそれぞれにおいて、後端部ａ１、ａ２を除いた前寄り部ｂ１、ｂ２は船の長さ方向および巾方向の何れもキールｋと平行になされ左右対象に装着されている。
【０００５】
そして、これら一対の整流板７Ａ、７Ｂのそれぞれの後端部ａ１、ａ２はプロペラ６の前進回転方向の反対方向へ向けて屈曲されている。
即ち、右舷側の整流板７Ｂの後端部ａ２は後上がり状に屈曲され、左舷側の整流板７Ａの後端部ａ１は後下がり状に屈曲されており、しかも、右舷側の整流板７Ｂの後端部ａ２の後上がり状の前後傾斜角θ２と、左舷側の整流板７Ａの後端部ａ１の後下がり状の前後傾斜角θ１とは同一大きさとなされている。
【０００６】
このように構成されているので、船内に設置された主機によりシャフト３が回されてプロペラ６が前進回転され、プロペラ６の発生する推力により船体が航走すると、船尾付近の水の流れは、非常に複雑となって船体の後方に流れていく。
【０００７】
特に船尾ボス２近傍においては、上から下へ向かう水流８、下から上へ向かう水流９が合流している。ここに、水流８は船体外板の表面近傍に定常的に生成されるものであり、水流９は船体外板の表面から比較的大きく離れた位置に定常的に生成されるものである。左右の整流板７Ａ、７Ｂはその合流域に設置されており、特に前寄り部ｂ１、ｂ２の整流作用により、合流による渦の発生が抑制され、船体の抵抗が減少し、推進性能が向上する。
【０００８】
またプロペラ６が前進回転して船体が航走するとき、左右の整流板７Ａ、７Ｂの後端部ａ１、ａ２が水を傾斜状に案内してプロペラ６の前進回転方向に対する反対方向の水回転流を生成させる。
この反対方向の水回転流はプロペラ６の前面に到達し、前進回転しているプロペラ６によりプロペラ６の前進回転方向と同一方向の回転力を付与されて、プロペラ６後方に生成されるプロペラ６前進回転方向の水回転流の勢力が減殺され、このプロペラ６後方の水回転流によるエネルギー損失が減少される。
この結果、プロペラ６に伝達されたエネルギーは、より有効に、プロペラ６の推力に変換され、推進性能が向上するのである。
【０００９】
【特許文献１】実開昭５８−６３１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記した特許文献１に示す技術において、各整流板７Ａ、７Ｂの後端部ａ１、ａ２の作用を観察すると、右舷側では図５Ａに示すように上から下へ向かう水流８と、そして左舷側では図５Ｂに示すように下から上へ向かう水流９と大きな迎え角で衝突することとなり、整流板７Ａ、７Ｂに比較的大きな抗力が生じることによるエネルギー損失が発生し、これが推進性能の向上を阻む要因をなしていることが確認された。
【００１１】
また、従来の整流板７Ａ、７Ｂは船尾ボス２に溶接して固定されるが、溶接熱による船尾ボス２の歪影響が懸念される。
【００１２】
本発明は、上記のような実情に鑑みて創案されたもので、従来の技術の利点を活かしながら整流板の各部の作用の総合により推進性能をさらに向上させ得るものとした、整流板を備えた船舶を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明は、請求項１に記載したように、船尾ボス近傍の左右各舷の船体外面でプロペラの回転中心位置からプロペラ半径長の凡そ０．７倍上方の位置に至るまでの高さ範囲内に、整流板の後端部を除いた前寄り部をキールと略平行に固定されている船舶であって、プロペラの前進回転方向の反対方向の上昇側に対応した一側の舷の整流板の後端部を凡そ３０度〜４０度程度の前後傾斜角となる後上がり状に屈曲すると共に、前記反対方向の下降側に対応した他側の舷の整流板の後端部を凡そ０度〜１０度程度の前後傾斜角となる後下がり状に屈曲した構成を特徴とするものである。
【００１４】
この発明は次のように具体化するのがよい。
即ち、
請求項２に記載したように、左右各側の整流板の後端部の内側縁と船体外面との間に隙間を形成した構成となす。
【００１５】
また請求項３に記載したように、左右各側の整流板の少なくとも一方のものにおいて後端部の外縁と前寄り部の外縁とを前後方向の縦向き板で結合した構成となす。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、次のような効果が得られる。
即ち、請求項１記載のものによれば、プロペラの前進回転方向の反対方向の上昇側に対応した一側の舷の整流板の後端部を凡そ３０度〜４０度程度の前後傾斜角となる後上がり状に屈曲すると共に、前記反対方向の下降側に対応した他側の舷の整流板の後端部を凡そ０度〜１０度程度の前後傾斜角となる後下がり状に屈曲したことから、プロペラの後方に生成される水回転流の勢力が減殺されてエネルギー損失が従来同様に減少される。この際、一側の舷の整流板の後端部の後上がり状の前後傾斜角は特許文献１の図４〜図６に示す技術の場合よりも大きく、且つ、他側の舷の整流板の後端部の後下がり状の前後傾斜角は特許文献１の図４〜図６に示す技術の場合よりも小さいものとなり、したがってプロペラの後方に生成される水回転流によるエネルギー損失の減少程度は特許文献１の図４〜図６に示す技術の場合と殆ど変わりないものとなる。
【００１７】
またプロペラの前進回転方向の反対方向の下降側に対応した他側の舷の整流板の後端部を凡そ０度〜１０度程度の前後傾斜角となる後下がり状に屈曲したことから、この他側の舷において船体から比較的離れた領域の上向きの流れに対する当該整流板の後端部についての迎え角が特許文献１の図４〜図６に示す技術の場合に比べて小さくなって、左右の整流板の全体としての抗力が小さくなり、エネルギー損失を抑えることができる。
【００１８】
また左右の整流板の前寄り部分が、従来同様に、合流による渦の発生を抑制し、船体の抵抗を減少させるものとなる。
上記した種々の効果の総合により、特許文献１の図４〜図６に示す従来の技術による場合に比べて推進性能を確実に向上させることができるのである。
【００１９】
また次のような付加的効果が得られる。
即ち、船尾ボス近傍の左右各舷の船体外面でしかもプロペラの回転中心位置からプロペラ半径長の凡そ０．７倍上方の位置に至るまでの高さ範囲内に、整流板の前寄り部をキールと略平行に固定され、且つ、プロペラの前進回転方向の反対方向の上昇側に対応した一側の舷の整流板の後端部を凡そ３０度〜４０度程度の前後傾斜角となる後上がり状に屈曲すると共に、前記反対方向の下降側に対応した他側の舷の整流板の後端部を凡そ０度〜１０度程度の前後傾斜角となる後下がり状に屈曲した構成であることから、特許文献１の図４〜図６に示す従来の技術に比べて、船尾ボス周りからプロペラ上部へ向かう上向きの流れの勢力が強くなり、プロペラ上部の遅い流れを加速させる作用が得られるのであり、この作用がプロペラの前進回転中のスラストやトルクの変動を低減させ、この変動に起因した船体振動を抑制するものとなる。
【００２０】
請求項２記載のものによれば、整流板の後端部を船尾ボスに溶接する必要がなくなることから、船尾ボスの溶接熱の影響が軽減され、その品質を良好に維持できると共に、溶接などの手間を軽減させることができる。また船体表面の下向きの流れが整流板の後端部と船体表面との隙間を通過するようになすことで該下向きの流れによる整流板の抗力を低減させることができ、推進性能をさらに向上させることができる。
【００２１】
請求項３記載のものによれば、縦向き板により整流板の剛性を高めることができるのであり、また整流板の外側縁からの３次元剥離を抑えることにより整流板の整流効果を高めることができ、推進性能をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の一実施例である船舶の船尾部を示すものでＡは右側面図でＢは左側面図、図２は前記船尾部の平面図、図３は実験結果を示す図、図４は前記船尾部の変形例を示す斜視図である。
【００２３】
図１及び図２に示すように、左右各側の整流板７Ａ、７Ｂは従来同様に前寄り部ｂ１、ｂ２と後端部ａ１、ａ２とからなる単一状の平板部材からなっており、前寄り部（キールｋと平行になされた水平部）ｂ１、ｂ２は船尾ボス２よりも前側の船体外面でしかも、プロペラ６の回転中心位置からプロペラ半径長の凡そ０．７倍上方の位置に至るまでの高さ範囲内に位置されると共に内側縁ｃ１、ｃ２を船体外面に溶接で固着されており、また後端部ａ１、ａ２は船尾ボス２の横側に配置されると共に内側縁ｄ１、ｄ２と船体との間に隙間ｅを形成され、前寄り部ｂ１、ｂ２を介して船体に結合され支持されている。
【００２４】
この際、後端部ａ１、ａ２は船尾ボス２に対応した長さとなすのであって、例えば、前端を船尾ボス２の前端若しくはこれよりも前側に位置させ、後端を船尾ボス２の後端近傍に到達させる。
【００２５】
プロペラ６の前進回転方向は、後方視時計回り方向となされており、図１Ａに示すように、該前進回転方向に対する反対方向の上昇側に対応した一側の舷をなす右舷の整流板７Ｂの後端部ａ２は凡そ３０度〜４０度程度の前後傾斜角θ２をなす後上がり状に屈曲されている。
【００２６】
したがって、プロペラ６が前進回転して船体が航走するとき、右舷側の整流板７Ｂの後端部ａ２は水を後上方へ案内してプロペラ前進回転方向に対する反対方向の水回転流を生成させる上で寄与する。この際、後上がり状の前後傾斜角θ２が凡そ３０度〜４０度程度であることがプロペラ前進回転方向に対する反対方向の水回転流を生成させる上で極めて効果的に作用する。
【００２７】
そして、プロペラ６の前進回転方向の反対方向の下降側に対応した他側の舷をなす左舷の整流板７Ａの後端部ａ１は凡そ０度〜１０度程度の前後傾斜角θ１をなす後下がり状に屈曲されている。
【００２８】
したがって、プロペラ６が前進回転して船体が航走するとき、左舷側の整流板７Ａの後端部ａ１は水を水平後方へ或いは僅かに後下方へ案内してプロペラ前進回転方向に対する反対方向の水回転流を生成させる上で寄与する。
【００２９】
この際、後下がり状の前後傾斜角θ１が凡そ０度〜１０度程度であることは、これが３０度〜４０度程度である場合に較べると、プロペラ前進回転方向に対する反対方向の水回転流を生成させる効果を低下させるのであり、これによりプロペラ６の後方の水回転流の抑制によるエネルギー損失の減少効果は後下がり状の前後傾斜角θ１が例えば凡そ３０度〜４０度程度である場合よりも低下する。
【００３０】
しかし、特許文献１の図４〜図６に示す従来の技術の場合に較べると、右舷側の整流板７Ｂの前後傾斜角θ２が従来の技術よりも大きくなされ、一方、左舷側の整流板７Ａの前後傾斜角θ１が従来の技術よりも小さくなされていることから、プロペラ前進回転方向に対する反対方向の水回転流を生成させる効果は従来の技術の場合と余り変わらないものとなり、プロペラ６の後方の水回転流の抑制によるエネルギー損失の減少効果はほぼ同一となし得る。
【００３１】
一方、後下がり状の前後傾斜角θ１が凡そ０度〜１０度程度であることは、これが３０度〜４０度程度である場合に較べると、左舷側の整流板７Ａの後端部ａ１が上から下へ向かう水流８と比較的小さな迎え角で衝突するものとなってこの水流による後端部ａ１の抗力を小さくする上で寄与する。
【００３２】
このように後下がり状の前後傾斜角θ１が凡そ０度〜１０度程度であることによって後端部ａ１の抗力が小さくなることは、たとえ、この前後傾斜角θ１が０度〜１０度程度であることがプロペラ６の後方の水回転流の抑制によるエネルギー損失の減少効果を低下させたとしても、左右の整流板７Ａ、７Ｂの各部の作用を総合したときの推進性能を向上させる上で寄与するものとなる。
【００３３】
また左右の整流板７Ａ、７Ｂの後端部ａ１、ａ２と船体外面との間に形成された隙間ｅは、船尾ボス２周りの左右各舷の船体外面近傍の上から下へ向かう水流８を、整流板７Ａ、７Ｂの後端部ａ１、ａ２と衝突させることなく通過させるように流動させる上で寄与し、これにより左右の整流板７Ａ、７Ｂの後端部ａ１、ａ２の水流による抗力が比較的小さくなり、推進性能がさらに向上する。
【００３４】
また左右の整流板７Ａ、７Ｂの特に前寄り部ｂ１、ｂ２は、特許文献１の図４〜図６に示す従来の技術と同様に、上から下へ向かう水流８、下から上へ向かう水流９の合流域に位置して、これら水流を後方へ案内するように整流して、渦の発生を抑制し、船体の抵抗を減少させるのである。
【００３５】
上記した本実施例の左右一対の整流板７Ａ、７Ｂは、上記した各部の作用の総合により、それぞれの整流板７Ａ、７Ｂの後端部ａ１、ａ２をプロペラ前進回転方向の反対方向へ同一角度だけ屈曲した特許文献１の図４〜図６に示す従来の技術の場合に比べて、推進性能が確実に向上するものとなる。
【００３６】
また左右一対の整流板７Ａ、７Ｂはプロペラ６の回転中心位置からプロペラ半径長の凡そ０．７倍上方の位置に至るまでの高さ範囲内に位置されていること、及び、プロペラ６の前進回転方向の反対方向の上昇側に対応した一側の舷をなす右舷の整流板７Ｂの後端部ａ２を凡そ３０度〜４０度程度の前後傾斜角θ２となる後上がり状に屈曲すると共に、前記反対方向の下降側に対応した他側の舷をなす左舷の整流板７Ａの後端部ａ１を凡そ０度〜１０度程度の前後傾斜角θ１となる後下がり状に屈曲したことから、左右の整流板７Ａ、７Ｂが船尾ボス２より下方に位置している特許文献１の図４〜図６に示す従来の技術の場合に比べて、プロペラ６上部へ向かう上向き流れの勢力が強くなる。
【００３７】
一般に、プロペラ６の上部はその周りに比べて流れが遅く、その流れが遅い領域内でプロペラ６が回転駆動されると、プロペラ６のスラスト及びトルクの変動が大きくなり、これに起因した振動が船体に伝わり船体振動の原因となる場合がある。
【００３８】
しかし上記のように左右の整流板７Ａ、７Ｂによりプロペラ６上部へ向かう上向き流れの勢力が強くなることにより、プロペラ６上部の遅い流れが加速され、プロペラ６は速い流れの中で回転駆動され、そのスラスト及びトルクの変動が小さくなる。この結果、これらスラスト及びトルクに起因した船体振動の発生が抑制されるのである。
【００３９】
さらに左右の整流板７Ａ、７Ｂの後端部ａ１、ａ２は船尾ボス２に溶接する必要がないものとなり、船尾ボス２への溶接による熱影響や溶接の手間が軽減されるのである。
【００４０】
図３は整流板を備えない船舶、特許文献１の図４〜図６に示す整流板を備えた船舶、及び、本発明に係る船舶のそれぞれについての模型船による実験結果を示している。
【００４１】
図３Ａは付加物効果について比較したもので、本発明に係る船舶の抵抗が他のもののそれに比べて２％〜３％程度、小さくなることを示している。
【００４２】
図３Ｂは推進性能と比例関係にある船体効率について比較したもので、本発明に係る船舶の船体効率が特許文献１の図４〜図６に示す整流板を備えた船舶などのそれよりも確実に大きくなることを示している。
【００４３】
図４は上記実施例の変形例を示している。右舷側の整流板７Ｂの後端部ａ２の外縁と前寄り部ｂ２の外縁とを前後方向の縦向き板１０で結合している。このようにすれば、整流板７Ｂの剛性が大きくなると共に、整流板７Ｂの外側縁からの３次元剥離が抑制され、前後方向の整流効果が向上して、整流板７Ｂの抗力が低下する。
【００４４】
左舷側の整流板７Ａについても、これの後端部ａ１を後下方へ屈曲するときは、右舷側の整流板７Ｂに準じて、整流板７Ａの後端部ａ１の外側縁と前寄り部ｂ１の外側縁とを前後方向の縦向き板で結合することも差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施例である船舶の船尾部を示すものでＡは右側面図でＢは左側面図である。
【図２】前記船尾部の平面図である。
【図３】実験結果を示す図である。
【図４】前記船尾部の変形例を示す斜視図である。
【図５】従来例の船舶の船尾部を示すものでＡは右側面図でＢは左側面図である。
【符号の説明】
【００４６】
２  船尾ボス
６  プロペラ
７Ａ  整流板
７Ｂ  整流板
１０  縦向き板
ａ１  後端部
ａ２  後端部
ｂ１  前寄り部
ｂ２  前寄り部
ｃ１  内側縁
ｃ２  内側縁
ｅ  隙間
ｋ  キール
θ１  前後傾斜角
θ２  前後傾斜角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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